中國每年生產(chǎn)400億支圓珠筆，全國約有3000家制筆企業(yè)和20萬從業(yè)人口，但鮮為人知的事實卻是在2016年以前，沒有一支圓珠筆是真正意義上的中國制造。我們生活中隨處可見的圓珠筆，究竟蘊(yùn)藏著怎樣的技術(shù)難關(guān)呢？筆尖鋼的探索之路2017年，多家媒

中國每年生產(chǎn)400億支圓珠筆，全國約有3000家制筆企業(yè)和20萬從業(yè)人口，但鮮為人知的事實卻是在2016年以前，沒有一支圓珠筆是真正意義上的中國制造。我們生活中隨處可見的圓珠筆，究竟蘊(yùn)藏著怎樣的技術(shù)難關(guān)呢？

筆尖鋼的探索之路

2017年，多家媒體報道中國太鋼集團(tuán)自主研發(fā)出了圓珠筆的筆尖鋼（學(xué)名為極易切削鋼），中國擁有完全國產(chǎn)的圓珠筆。這時候人們才意識到，毫不起眼的圓珠筆生產(chǎn)技術(shù)曾經(jīng)竟然要依靠國外。面對媒體的報道，外界的質(zhì)疑，太原鋼鐵集團(tuán)筆尖鋼開發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人王輝綿在采訪中表示深感壓力。其實早在2010年國家便組織科研團(tuán)隊開始做調(diào)查研究，2011年正式啟動“制筆行業(yè)關(guān)鍵材料及制備技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目，國家撥款超過5千萬元，支持筆尖鋼的研發(fā)工作。

筆尖鋼的研發(fā)第一關(guān)

研發(fā)團(tuán)隊遇到的第一個難點(diǎn)就出現(xiàn)在2011年的研發(fā)之初，即要解決筆尖鋼的“配方”問題。我們加入怎樣的“配料”才能讓筆尖鋼滿足加工要求，制作出合格的球座體呢？

圓珠筆生產(chǎn)中對球座體的加工精度高達(dá)千分之一毫米，為了恰到好處地包住半個圓珠，對球座體的塑性也有較高的要求。除此以外，與其他鋼材最大不同的是，筆尖鋼不能過于純凈，需要有適量大小的雜質(zhì)，才能保證筆頭能在不同角度連續(xù)書寫800米。對于筆尖鋼的要求，就像山西人做刀削面，軟硬適中才能得到最高質(zhì)量的產(chǎn)品。因此，筆尖鋼研發(fā)團(tuán)隊的車德會博士與同事們開始探索筆尖鋼的“配方”，一起尋找合適的材料加入到鋼材中，使堅硬的鋼材更易切削。

經(jīng)過反復(fù)計算和試驗，面對無數(shù)次的失敗，車博士并沒有灰心，而是樂觀積極地看待實驗的失敗。終于在整整一年后，研發(fā)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在鋼材中添加硫化錳，讓其均勻地分布在鋼材中，達(dá)到了預(yù)期的效果。同時，加工過程中對溫度、加工時長、元素的數(shù)量、拉攏力度等都有著精確的要求，從巨大的鋼錠到小小的圓珠筆珠，這期間經(jīng)歷了無數(shù)個復(fù)雜的工藝流程，也蘊(yùn)含了研發(fā)人員日日夜夜的無數(shù)次努力。

再遇新問題，勇闖質(zhì)量關(guān)

2012年，在剛剛?cè)〉靡欢ǔ晒?，生產(chǎn)出硬度適中的鋼材后，又出現(xiàn)了新的問題。在鋼材加工時，鋼絲出現(xiàn)裂紋是非常嚴(yán)重的質(zhì)量問題。一旦有此情況發(fā)生，就容易造成圓珠筆漏墨，更有可能污染制筆企業(yè)的整套制筆設(shè)備。

這也就意味著，一批上百萬支的圓珠筆頭中，只要有一支筆頭開裂，整批圓珠筆頭都無法再使用。因此整個行業(yè)對筆尖鋼的要求是十分嚴(yán)苛的，即使是成產(chǎn)的成本也要經(jīng)過各項嚴(yán)格的測試才能走向市場。車德會博士講到，隨著材料技術(shù)的提升和消費(fèi)者的維權(quán)意識增強(qiáng)，在未來人們對于筆尖鋼材料質(zhì)量要求會越來越高。曾經(jīng)有一個案例，一位美國的商人在談生意的過程中，圓珠筆漏墨，造成他的生意談判失敗，最后他向制筆商索要了80萬美元的巨額賠償。

由于市場對于筆尖鋼的質(zhì)量要求極高，這給筆尖鋼研發(fā)團(tuán)隊帶來了巨大壓力，稍有不慎就會有近一半的鋼材成為廢品，研發(fā)人員的努力也隨之付諸東流。車博士堅信在研發(fā)過程中，一切的失敗雖然有代價，但也帶來了啟示。5年的時間里，他們經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗，研發(fā)中的失敗因素眾多難以準(zhǔn)確把握，所以他們不得不從每一個細(xì)節(jié)中探尋失敗原因。

車德會博士一直認(rèn)為生產(chǎn)來源于生活，他將做豆腐與研發(fā)筆尖鋼類比，兩者有一個最大的共性，都是探索工藝的過程。豆腐中加水的量與鋼材中加入元素的量都極其重要，兩者都需要充分?jǐn)嚢璨拍苁巩a(chǎn)品質(zhì)量更好……研發(fā)人員們一直用良好的心態(tài)來做研發(fā)，勇于面對失敗，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈雒恳淮螌嶒灒谑≈胁粩嗲靶?，更將做科研的理想信念置于金錢至上。他們的生活中不只有養(yǎng)家糊口，更多的是為祖國事業(yè)做奉獻(xiàn)的決心和理想，國家的發(fā)展方向、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級都需要他們不懈的奮斗與努力。

嚴(yán)控質(zhì)檢關(guān)，提高穩(wěn)定性

2016年，筆尖鋼的研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)有了豐富的經(jīng)驗，并取得了一定成功，前面的問題都得以解決后，就到了最后的質(zhì)檢環(huán)節(jié)。盡管已經(jīng)有了巨大的技術(shù)突破，太原鋼鐵集團(tuán)筆尖鋼開發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人王輝綿在采訪中仍然坦言說到，國產(chǎn)筆尖鋼的材料與日本的產(chǎn)品還有差距，日本生產(chǎn)筆尖鋼已經(jīng)四五十年，我們才剛剛開始，正在努力追趕，也不斷在生產(chǎn)過程中驗證技術(shù)的穩(wěn)定性。

筆尖鋼在制作過程中，需要用到上千倍的顯微鏡進(jìn)行糾錯，需要在每一個加工環(huán)節(jié)之后觀察來料的組織結(jié)構(gòu)。研發(fā)人員不分晝夜觀察測試產(chǎn)品的質(zhì)量，若鋼材韌性不足、產(chǎn)生“病變”、成分分布不均勻、結(jié)晶不好等問題都會造成生產(chǎn)的失敗，經(jīng)過很長一段時間循環(huán)往復(fù)的實驗、檢測，最終才獲得令人滿意的結(jié)果。

面對生產(chǎn)中的多次失敗和多次的突破，科研人員們表示自己已經(jīng)變得“不以物喜，不以己悲”。良好的心態(tài)讓他們堅信，無論是5年、10年、20年，只要一直堅持下去，總有一天能夠成功。人們可能無法理解，為何我們要花如此多的人力、物力來研發(fā)筆尖鋼呢？每年需求量并不大，全部進(jìn)口不就能解決問題了嗎？但在科研人員的心中，他們想要讓世界對中國的映象從“裝配大國”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)造大國”，想要提升國家在工業(yè)領(lǐng)域的核心競爭力。時隔5年，在無數(shù)研發(fā)人員的共同努力之下，終于在2017年筆尖鋼研發(fā)成功，并實現(xiàn)量產(chǎn)。

筆尖是筆尖鋼廣泛應(yīng)用里的一顆塵埃，但正是像這樣的基礎(chǔ)研究打開了一扇通往未來的窗戶。在科研領(lǐng)域，并沒有“一分耕耘一分收獲”，明天的路依然遙遠(yuǎn)又漫長，但國家的所有科研人員用信念在一步步勇敢前行。

作者：四月 審核：小晞 校稿編輯：李子